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E-quad Power Systems GmbHCapstone MicroTurbine™

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Capstone MicroTurbine

Dipl.-Ing. Marcus Mehlkopf

E-quad Power Systems GmbH52134 Herzogenrath

www.microturbine.de

Berlin, September 2009


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• Gründung im April 2004 als Spin-Off der Fachhochschule Aachen

• Deutschlandweiter Distributor und autorisierter Service-Provider für fossil befeuerte Capstone MicroTurbinen

• Leistungen von EPS– Wirtschaftlichkeitsbetrachtung zur KWK Technik– Anlagenprojektierung und Planung– Kundenspezifische Auslegung der Peripherie

• Schalt-/ Steuerschränke inkl. MSR• Wärmetauscher• Gasregelstrecken und – Verdichter

– Wartung und Service inkl. Vollwartungsverträge

E-quad Power Systems GmbH (EPS)

Definition und Ursprung von Mikrogasturbinen (MGT)

• Als Mikrogasturbinen werden im allgemeinen kleine schnell-laufende Gasturbinen bis zu einer elektr. Leistung von 250 kW bezeichnet. Es sind Einwellen-Turbinen mit einstufigem Radialverdichter sowie radialer Arbeitsturbine. Der Perma-nentmagnet des Generators ist ebenfalls fest auf dieser Welle aufgebracht.

• Die Grundentwicklung der Mikrogasturbine fand in den 90er Jahren durch Förderung mit Militärgeldern in den USA statt. Ursprüngliches Ziel war es, einen leicht portablen, effizien-ten und zuverlässigen Stromerzeuger zu entwickeln.


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Produktpalette Capstone Mikrogasturbinen

• C30 Erdgas / LPG /Biogas

• C30 Diesel / Kerosine

• C65 Erdgas / LPG / Biogas

• C65 Diesel /Kerosin

• C200 Erdgas / Biogas / Diesel

Neue Produkte in 2009C600 – C1000 30ft (ca.10m) Containeranlagen


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Mikrogasturbine C200 - C1000

C200 C600 – C800- C1000

Technische Daten

C30 C50 C65 C200 C600* C800* C1000*

Elektr. Leistung 27kW 50kW 61kW 200kW 600kW 800kW 1000kW

Therm. Leistung (WT) 68kW 110kW 126kW 295kW 860kW 1.150kW 1.440kW

Elektr. Wirkungsgrad 24% 26% 27% 31% 33% 33% 33%

Gesamtwirkungsgrad 83% 83% 83% 80% 81% 81% 81%

Brennstoffeinsatz (Hu) 115kW 192kW 224kW 606kW 1.818KW 2.424kW 3.030kW

Abgastemperatur 275°C 294 °C 309°C 280°C 275°C 275°C 275°C

Abgasleistung 80KW 140kW 148kW 395kW 1.170KW 1.560kW 1.950kW


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* Werte sind bezogen auf Hochdruck-Version


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• Einzigartige Luftlagertechnologie (96.000rpm)

• Elektronisches Getriebe (Wechselrichter)

• Rekuperiert

• Inselbetriebsfähigkeit (optional)

• Geringe Abgasemissionen (NOx < 30 mg/m3)

• Geringe Wartungskosten

• Kompakte Bauweise, geringes Gewicht

• Abgastemperaturen um die 300 °C (ideal für KWK u. Trocknung)

• 100% modulierbar mit sehr gutem Teilllastverhalten

• Verschieden Brennstoffe einsetzbar (Erdgas, Flüssiggas, Fackelgas, Klärgas, Kerosin und Heizöl)

Besonderheiten der MGT-Technologie


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• Direkte Abgasnutzung (z.B. für Trocknungsanlagen)

• Warm- und Heißwassererzeugung über Abgaswärmetauscher(z.B. Wärmenetze; Krankenhäuser; Schwimmbäder)

• Kälte über Absorptionskältemaschinen ( z.B. Industrie; Bürokomplexe)

• Dampferzeugung (z.B. Wäschereien); optional mit Kanalbrenner

• Thermölkreisläufe (z.B. für Hochtemperaturanwendungen)

Anbindungsmöglichkeiten der MGT


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Schnittbild Capstone C65


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Aufbauschema und Arbeitsparameter

Quelle: Capstone Turbine


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Elektrischer Wirkungsgrad C1000


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Gasturbinen-Vergleich bis 5MWel


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Capstone C200 Capstone C1000 Capstone C1000 Capstone C1000

Siemens SGT-100Ingersol Rand MT250

Elliott TA100R

Rolls Royce 501-KB5S

Kawasaki GPB15D

OPRA Turbines OP16-3B (DLE)

Solar Turbines Saturn 20

Solar Turbines Centaur 40Solar Turbines Centaur 50

Solar Turbines Mercury 50

Kawasaki GPB30D

Kawasaki GPB60DRolls Royce 501-KB7S

Dresser-Rand KG2-3CDresser-Rand KG2-3E

General Electric GE5-1

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Elec

trica

l Eff

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(%)

Power Output (MW)


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Sondergase

• Biogase

• Klärgas

• Deponiegas

• Holzgas (Testphase)

• Pyrolyse- Gas und Öl

Erdgas-Anlagen

• Nah- und Fernwärmenetze

• Wohnkomplexe (> 30 WE)

• Krankenhäuser; Altenheime

• Büro und Verwaltungsgebäude

• Hotel- und Freizeitanlagen

• Produzierendes Gewerbe

• KMU

• Trocknungsanlagen

Einsatzgebiete der MGT


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HEW Stadtwerke Hof

Anlage: C30 MicroTurbine (68kWth)

Betreiber: HEW (St.-Werke Hof)

Inbetriebnahme: März 2005

Einsatzort: Gasreduzierstation

Betriebsstunden im Jahr: >8.500Bst

Wirkungsgrad 95%; 30°C Vorlauf

Regelbereich zwischen 5 und 22kW.


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Krankenhaus Prüm

Anlage: C65 MicroTurbine (126kWth)

Betreiber: Caritasverband

Inbetriebnahme: Oktober 2006

Einsatzort: Krankenhaus Prüm

Betriebsstunden im Jahr: >8.000 Bst.

3 Störungen:

defekte Bauteile auf Garantie

Ausfallzeit gesammt 70h.

Anforderung 85% Volllast.


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Überlandwerke Fulda

Anlage: 2x C65 MicroTurbine (je 126kWth)

Betreiber: SynEnergie GmbH

Inbetriebnahme: Dezember 2007

Einsatzort: Nahwärmenetz Werkgelände

Betriebsstunden im Jahr: >5.500 Bst

Störungen: bisher keine

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Amortisationszeit einer C200 Mikrogasturbine


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Zusammenfassung der Vorteile

• Luftlagerung > keine Schmier- und Kühlmittel• Kompakte Bauweise, geringes Gewicht, 100% Regelbar• 100% Modulierbarkeit bei sehr guten Teillastverhalten• Geringer Einfluss bei wechselnden Energiegehalten des Brennstoffs

(vorteilhaft für den Einsatz von Biogasen)• Hoher Gesamtwirkungsgrad, bis zu 94% je nach Rücklauftemperatur • Geringe Schadstoffemissionen• Geringe Wartungskosten durch Ölfreiheit der Turbine (nur Capstone)• Im Inselbetrieb einsetzbar• Abgastemperaturen ideale nutzbar für Kraft-Wärme-(Kälte)-Kopplung und

für direkt Abgasnutzung (Trocknung)


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Nachteile gegenüber anderen KWK-Anlagen

• Höhere Investitionskosten als neue BHKW-Motoren (10-15%)

Größere Anlagenstückzahlen würde dies verbessern

• Geringerer elektrischer Wirkungsgrad bei Volllast als moderne Motor-BHKWs

Gesamtwirkungsgrad ≥ als BHKW Motor; vor allem bei Teilllast

• Bestehende Innovations- Hemmnisse beim Kunden…..Referenzkunden mit positiven Betriebserfahrungen

Referenzen


E-quad Power Systems GmbHCapstone MikroTurbine

22Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

Dipl.- Ing. Marcus Mehlkopf

E-quad Power Systems GmbHKaiserstraße 100

52134 Herzogenrath

Email: [email protected]

Internet: www.microturbine.de

Tel.: +49-(0)2407-90492-10

Fax.: +49-(0)2407-90492-19

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